生物物理学
多伦多大学的生物物理学定义广泛，侧重于物理、化学和生物学的界面问题。
这使得该研究领域具有独特的跨学科性，教师的研究兴趣反映了这种多样性。我们的研究活动跨越多个尺度，从单个生物分子、细胞和多细胞生物，并利用各种实验技术，包括多模态光学显微镜、超快激光光谱、磁共振光谱、计算机建模、机器视觉和计算。我们的目标是从物理学的角度描述和理解生物系统中复杂而迷人的相互作用。如果您对生物复杂现象背后的基础物理学感兴趣，并想加入一个跨学科、快速发展的科学领域，生物物理学适合您。
凝聚态物理学
凝聚态物理学是物理学的一个分支，它研究构成普通材料和奇异材料的大量原子的特性。
因为它在普通化学和热能尺度上处理物质的性质，所以凝聚态物理是物理直接实际应用数量最多的子领域，与化学、材料科学和电气工程有很大的重叠。它也是一个智力挑战领域，目前在基础物理学方面取得了进展。
多伦多大学的凝聚态物理集群在量子材料的研究中特别强大，它在低温和/或高压等极端条件下揭示了意想不到的奇特行为。使用各种理论方法和实验技术来研究这些材料的物理特性，例如 STM、量子振荡、中子/X 射线散射。该小组还通过加拿大高级研究所（CIfAR） 网络积极参与量子材料的国际合作 。凝聚态物理的其他研究活动由量子光学集群和 实验非线性物理组进行。
凝聚态物理小组还积极参与量子材料中心、HEATER（热电研究的高效应用）计划和加拿大量子物质 - QMat小组的研究活动。
地球、大气和行星物理学
物理系内的地球、大气和行星物理 ﹙EAPP﹚ 小组开展的研究重点是地球和行星（包括内部、海洋和大气）的全球尺度物理过程。
该小组在以下物理领域开展基础研究：（1）使用理论和计算的行星流体动力学和气候动力学，（2）全球观测/遥感系统的实验设计和实施，以及（3）最先进的- 观察到的全球尺度数据的艺术分析。EAPP 小组利用大气/海洋科学、地球物理学和行星物理学等经典领域之间广泛的技术和学科联系。虽然该小组专注于基础科学，但其研究直接涉及一系列应用，包括对全球气候变化和平流层臭氧消耗的国际科学评估、在了解地球内部动态的背景下绘制地球内部结构图、地震表征和地震危险性评估
实验粒子物理
今天的高能物理学是二十五个世纪寻求理解物质终极本质的结晶。多伦多大学拥有加拿大在基本粒子物理学和相对论方面最活跃的团体之一。
在过去的 30 年里，粒子物理学的标准模型逐渐形成。标准模型经受住了前所未有的精度测试。尽管如此，我们知道这个模型是不完整的。多伦多大学的实验家和理论家正在积极寻找超越当前粒子物理学范式的方法。我们小组参与了瑞士日内瓦附近欧洲核子研究中心的ATLAS 实验，研究最高能量的人造质子质子碰撞，日本的T2K实验，研究长基线中微子相互作用，以及SNOLAB的SuperCDMS实验，研究暗物质。
量子光学
量子光学集群包括在 AMO（原子、分子和光学）物理学、量子信息、激光科学、等离子体物理学和凝聚态物理学的某些部分工作的研究人员。
研究课题包括：光的特性；量子力学基础；光与光子晶体、半导体、量子阱和超晶格的相互作用；凝聚态系统中的超快和非线性光学现象；玻色-爱因斯坦凝聚和中性费米气体；被困离子；等离子体物理学；和使用光学探针研究生物系统。将激光作为主要实验工具，将量子力学作为主要理论范式，将如此广泛的兴趣聚集在一起。
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